[發明專利]一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置及測定方法

在審

• 申請號: 202210127882.2
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN116625868A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 田發國;張礦生;李憲文;艾信;張燕明;陸梅;李樓樓;呂海燕;董立全;尹曉宏
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 楊全枝

1.一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：包括計量部（1）和破碎部（2），所述計量部（1）包括篩網（11）、天平（12）、顯示終端（13），所述的篩網（11）通過傳送帶（3）與混砂車（4）的取樣口連接，所述天平（12）位于所述篩網（11）的下方，并與所述顯示終端（13）相連，所述破碎部（2）包括支撐劑杯（21）、液壓組件，所述液壓組件用于將所述支撐劑杯（21）內的支撐劑進行破碎。

2.根據權利要求1所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：所述液壓組件包括液壓罐（22）、千斤頂蓋（25）、活動柱塞（26），所述的液壓罐（22）通過液壓管線（23）與所述千斤頂蓋（25）連接，所述千斤頂蓋（25）與所述支撐劑杯（21）上方端口固定連接，所述活動柱塞（26）位于所述千斤頂蓋（25）內部。

3.根據權利要求2所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：所述千斤頂蓋（25）上部設有壓力表（24），所述壓力表（24）與所述顯示終端（13）連接。

4.根據權利要求2所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：所述活動柱塞（26）的外徑與所述支撐劑杯（21）的內徑相同，所述活動柱塞（26）的外徑與所述千斤頂蓋（25）的內徑相同。

5.根據權利要求2所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：所述千斤頂蓋（25）下端外壁設置有卡扣（27），所述卡扣（27）卡在所述支撐劑杯（21）上端外壁設置的卡臺上。

6.根據權利要求1所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：所述篩網（11）為帶有超聲波振子的兩級篩網，所述天平（12）設有重量傳感器，所述重量傳感器的測量精度≤0.01g。

7.一種壓裂用支撐劑破碎率測定方法，使用權利要求1-6所述的任意一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置，其特征在于：包括以下步驟：

S1：獲取支撐劑樣品，具體過程為，通過傳送帶（3）將混砂車（4）取樣口處的支撐劑80g～120g傳輸到篩網（11），進行振篩分樣，振動10~15min，留取篩網（11）底篩內的支撐劑作為支撐劑樣品；

S2：使用天平（12）量取步驟S1中得到支撐劑樣品，量取質量為M_P，M_P≤5g，將所量取的支撐劑樣品鋪平在支撐劑杯（21）底部；

S3：啟動液壓組件，將支撐劑杯（21）底部的支撐劑樣品在設定壓力下加壓破碎，壓力加載時間為1min，達到設定壓力后保持2~3min；

?S4：卸載壓力后，將破碎后的支撐劑杯（21）底部的支撐劑樣品倒入篩網（11），振篩5~7min，量取濾過篩網（11）的破碎樣品的質量m_pan，并計算支撐劑樣品的破碎率m′_pan，公式如下：

??(1)

式中：m′_pan為支撐劑破碎率，用百分數表示；m_pan為濾過篩網（11）的破碎樣品的質量，g；ms為支撐劑的質量，g。

8.根據權利要求7中所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置的測定方法，其特征在于：所述步驟S2中，使用天平（12）量取量取質量為M_P的支撐劑樣品，M_P的具體數值為：

M_p=V₀ρ_bulk??（2）

?式中：ρ_bulk為支撐劑樣品的體積密度，?g/cm³，V₀為支撐劑杯（21）的設定支撐劑樣品體積。

9.根據權利要求7中所述一種便攜式壓裂用支撐劑破碎率檢測裝置的測定方法，其特征在于：所屬步驟S3中，設定壓力的計算與支撐劑杯（21）的內徑有關，其具體數值為：

??(3)

式中：F_tc為設定壓力，N；σ為支撐劑樣品承受的應力，MPa；d_cell為支撐劑杯（21）的內徑，mm。